Ⅰ 污水廠設計的主要設計步驟是
首先需要確定水質水量，然後比選適合的工藝類型，接著在找出該工藝類型的具體技術。根據具體工藝了解工藝的各相關設計參數間的關系，分析每個參數變化對處理效果的正負影響。考慮經濟性。對工藝進行小試或中試，進一步對工藝進行優化，確定施工運行時可能面對的問題（有時不可預測），然後想辦法將它解決。這個適合系統的工程，課程設計的話，就去找設計手冊，一遍一遍的調整計算。
Ⅱ 在探究「二力平衡條件」的實驗中：（1）甲、乙兩組同學分別選擇器材後，設計組裝的實驗裝置如圖1所示．老
（1）為排除其它力（如摩擦力）的干擾；應選小車做實驗（因為滾動摩擦小於滑動摩擦）；
（2）當在右盤中放入重10N的物體，在左盤中放入重4N的物體時，則木塊受到水平向右的拉力為10N，水平向左的拉力為4N；
由於木塊做勻速滑動，則木塊與桌面間的摩擦力：f=10N-4N=6N；
（3）實驗過程中，可以通過改變砝碼的質量改變F1和F2的大小，其中利用定滑輪的好處是可以改變力的方向和減小摩擦；
（4）小車受到的F1與F2大小相等，不在同一條直線上，小車片不能處於靜止狀態，要發生轉動，可以探究二力平衡二力是否必須作用在同一條直線上．
故答案為：（1）小車比木塊受到的摩擦力更小故答案為：（1）小車比木塊受到的摩擦力更小；
（2）6；
（3）改變力的方向；改變砝碼的個數（質量）；
（4）二力必須作用在同一條直線上．
Ⅲ http://wenku.baidu.com/view/fc98491514791711cc79178b.html這個網頁上的論文誰能幫我復制下來啊 謝謝了
泵
摘要：本文主要介紹了泵的發展歷史，泵的分類及生活中常用泵的工作原理及相關應用，並大膽展望了泵的發展方向。
關鍵詞：發展史，分類，原理，應用，方向。
引言：泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。泵主要用雀螞來輸送液體包括水、油、酸鹼液、乳化液、懸乳液和液態金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。生活及工業生產中我們已經離不開泵。
泵的發展史
水的提升對於人類生活和生產都十分重要。古代就已有各種提水器具，例如埃及的鏈泵(公元前17世紀)，中國的桔殲歲梁槔(公元前17世紀)、轆轤(公元前11世紀)和水車(公元1世紀)。比較著名的還有公元前三世紀，阿基米德發明的螺旋桿，可以平穩連續地將水提至幾米高處，其原理仍為現代螺桿泵所利用。
公元前200年左右，古希臘工匠克特西比烏斯發明的滅火泵是一種最原始的活塞泵，已具備典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出現了蒸汽機之後才得到迅速發展。
1840-1850年，美國沃辛頓發明泵缸和蒸汽缸對置的，蒸汽直接作用的活塞泵，標志著現代活塞泵的形成。19世紀是活塞泵發展的高潮時期，當時已用於水壓機等多種機械中。然而隨著需水量的劇增，從20世氏運紀20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐漸被高速的離心泵和回轉泵所代替。但是在高壓小流量領域往復泵仍佔有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵獨具優點，應用日益增多。
回轉泵的出現與工業上對液體輸送的要求日益多樣化有關。早在1588年就有了關於四葉片滑片泵的記載，以後陸續出現了其他各種回轉泵，但直到19世紀回轉泵仍存在泄漏大、磨損大和效率低等缺點。20世紀初，人們解決了轉子潤滑和密封等問題，並採用高速電動機驅動，適合較高壓力、中小流量和各種粘性液體的回轉泵才得到迅速發展。回轉泵的類型和適宜輸送的液體種類之多為其他各類泵所不及。
利用離心力輸水的想法最早出現在列奧納多•達芬奇所作的草圖中。1689年，法國物理學家帕潘發明了四葉片葉輪的蝸殼離心泵。但更接近於現代離心泵的，則是1818年在美國出現的具有徑向直葉片、半開式雙吸葉輪和蝸殼的所謂馬薩諸塞泵。1851～1875年，帶有導葉的多級離心泵相繼被發明，使得發展高揚程離心泵成為可能。
盡管早在1754年，瑞士數學家歐拉就提出了葉輪式水力機械的基本方程式，奠定了離心泵設計的理論基礎，但直到19世紀末，高速電動機的發明使離心泵獲得理想動力源之後，它的優越性才得以充分發揮。在英國的雷諾和德國的普夫萊德雷爾等許多學者的理論研究和實踐的基礎上，離心泵的效率大大提高，它的性能范圍和使用領域也日益擴大，已成為現代應用最廣、產量最大的泵。
泵的分類
泵通常按工作原理分容積式泵、動力式泵和其他類型泵，如射流泵、水錘泵、電磁泵、氣體升液泵。泵除按工作原理分類外，還可按其他方法分類和命名。例如，按驅動方法可分為電動泵和水輪泵等；按結構可分為單級泵和多級泵；按用途可分為鍋爐給水泵和計量泵等；按輸送液體的性質可分為水泵、油泵和泥漿泵等。
泵的工作原理
3.1容積式泵
容積式泵在一定轉速或往復次數下的流量是一定的，幾乎不隨壓力而改變；往復泵的流量和壓力有較大脈動，需要採取相應的消減脈動措施；回轉泵一般無脈動或只有小的脈動；具有自吸能力，泵啟動後即能抽除管路中的空氣吸入液體；啟動泵時必須將排出管路閥門完全打開；往復泵適用於高壓力和小流量；回轉泵適用於中小流量和較高壓力；往復泵適宜輸送清潔的液體或氣液混合物。總的來說，容積泵的效率高於動力式泵。 動力式泵靠快速旋轉的葉輪對液體的作用力，將機械能傳遞給液體，使其動能和壓力能增加，然後再通過泵缸，將大部分動能轉換為壓力能而實現輸送。動力式泵又稱葉輪式泵或葉片式泵。離心泵是最常見的動力式泵。
3.2動力式泵
動力式泵在一定轉速下產生的揚程有一限定值，揚程隨流量而改變；工作穩定，輸送連續，流量和壓力無脈動；一般無自吸能力，需要將泵先灌滿液體或將管路抽成真空後才能開始工作 ；適用性能范圍廣；適宜輸送粘度很小的清潔液體，特殊設計的泵可輸送泥漿、污水等或水輸固體物。動力式泵主要用於給水、排水、灌溉、流程液體輸送、電站蓄能、液壓傳動和船舶噴射推進等。
3.3其他
其他類型的泵是指以另外的方式傳遞能量的一類泵。例如射流泵是依靠高速噴射出的工作流體 ，將需要輸送的流體吸入泵內，並通過兩種流體混合進行動量交換來傳遞能量；水錘泵是利用流動中的水被突然制動時產生的能量，使其中的一部分水壓升到一定高度；電磁泵是使通電的液態金屬在電磁力作用下 ，產生流動而實現輸送；氣體升液泵通過導管將壓縮空氣或其他壓縮氣體送至液體的最底層處，使之形成較液體輕的氣液混合流體，再借管外液體的壓力將混合流體壓升上來。
4. 泵在生產生活中的應用
4.1不銹鋼沖壓離心泵在用水系統中的應用
不銹鋼沖壓離心泵 ，液控閥門校驗泵站 ，主要用於小流量、高揚程的用水系統，如飲用水供應系統、壓力鍋爐供水系統、高純度凈水系統以及醫葯、食品、精細化工、造紙等行業的沖洗、噴灑等工藝過程。國家經貿委節能信息傳播中心最近將不銹鋼沖壓離心泵列入「最佳節能實踐案例研究」，並對該設備的應用及效益進行了分析。
據了解，傳統鑄造泵是通過制模、灌模、機械加工等復雜工藝製造，耗電、耗料、勞動強度大，嚴重污染環境，並且無法鑄造出口寬度窄的小流量的葉輪。不銹鋼沖壓離心泵是採用沖壓、焊接工藝製造，取代了傳統的鑄造工藝。泵體生產可節省材料70%以上，效率提高3%-5%，較易實現機械化與自動化批量生產，減少環境污染，減輕勞動強度。
對於沖壓離心泵生產廠家，生產2082台不銹鋼沖壓離心泵，新工藝比傳統工藝節約不銹鋼材料3.47噸，降低鑄造電耗7634千瓦小時。對於洗瓶灌裝機的用戶，在滿足生產要求的情況下，水泵的實際運行功率也從原來的2.18千瓦下降到2.11千瓦，每台節電3.2%。
此外，由於該泵的重量輕、體積小、整體結構合理、維護方便，也減少了維護費用。根據國家統計局和中國機械工業聯合會的統計數據，全國鑄造泵類年需求量為457萬台，合金鑄造小流量泵每年需求在38萬台以上。不銹鋼沖壓離心泵因其外形輕巧美觀、效率高且價格比鑄造泵低，是進口泵的一半，具有顯著的經濟效益，應用范圍廣，市場前景廣闊。
4.2液壓水錘泵原理及推廣應用實例
4.2.1液壓水錘泵的工作原理和提水性能
液壓水錘泵自動供水設備是利用液壓沖擊原理和液壓傳動原理設計製造的水力能量升級轉換裝置，主機設備由脈沖發生器、能量耦合器和蓄能器三個組件構成。它是一種新式微型水力站的主機設備，這種水力泵實質上是利用水力能量傳輸特性的特種往復泵或泵組，在整體上構成特殊型式的變容式水力機械。
在液壓系統中，由於某種原因，液體壓力瞬間突然升高，產生很高的壓力峰值，這種現象稱為液壓沖擊。液壓沖擊的峰值壓力往往比正常壓力高出許多倍。水錘泵利用的就是液壓沖擊原理，即水流在正常流動的過程中，突然關閉出水口閥門，就會在泵體內產生很大的沖擊力。利用這個沖擊力，就可以把水送到高處。液壓沖擊是非定常流動，壓力波以速度C沿進水動力管道（長引水管）來回傳播。在水錘泵設計中，一般都是利用閥門突然關閉後管道壓力最大升高量ΔP作為泵的揚水動力。由於液壓沖擊為一衰減過程，故研究壓力升高第一波傳至管道入口時的情況。
假定管道斷面積為A，管長為L，管道液體的初始流速為V，液體密度為ρ，壓力波從排水沖擊閥門傳至上游供水池的進水口的時間為T，對這段時間運用動量方程：
ΔP•A•T=ρALV
所以 ΔP=ρLV/ T=CρV
式中C=L/T，為壓力波在水中的傳播速度，取C=1400m/s。
可以計算水從2m高處經長引水管進入水錘泵後，突然關閉排水沖擊閥門產生的最大升高壓力ΔP，並由能量守恆定律求水流初始速度V：
mgh=mV•V/2，
則 V=(2gh)0.5=(2*9.8*2)0.5≈6.3m/s
所以,突然關閉沖擊閥門時產生的最大升高壓力ΔP為:
ΔP= CρV=1400*1000*6.3=8.8Mpa
再計算把水提升100米所需的壓力P：
P=ρgh=1000*9.8*100=0.98Mpa
可以看出ΔP遠大於P，所以從理論上說，利用液壓沖擊原理，將2米落差水流的一部分水量通過水錘泵提升到百米的高處是不成問題的。
簡單地說，泵裝置由泵室、泵座、蓄能器所組成。泵室中有兩個閥：一個是排水沖擊閥W，一個是輸水閥D，雙閥構成一個組合自動閥件。組合自動閥件在落差水流作用下自動啟閉產生液壓脈沖：由進水管引來的水進入沖擊閥W後泄流。當泄流流速達到設計值，沖擊閥W突然關閉，因此產生一個升壓波，在此高壓力下輸水閥D開啟，一部分運動著的水流入空氣罐，然後再從空氣罐流向使用點或高位蓄水池。進水管的質量流量的動能由於輸水而耗盡，使水暫時停止。此時壓力波衰減，輸水閥D由於上下壓差而自動關閉。由於進水管路和水柱的彈性，在揚水沖擊減弱以後，水柱朝流動方向微微往後擺動，於是在泵殼內就出現了負壓，促使沖擊閥W自行打開。沖擊閥W開啟繼續泄流，然後，不斷重復以上過程進行提水。為了獲得連續和均勻的流量，在輸水側裝置了集水器，也稱蓄能器。因此，水錘泵在結構上也就由蓄能器和組合自動閥件二大核心部件組成。
泵結構最重要的往復運動部件是沖擊閥與輸水閥的構造及其特性。通過改進自動閥門可以改進泵的工作性能。水錘泵是在無人控制的條件下工作的，所以要求各零部件的運動及時准確和安全可靠。
據資料介紹，水錘泵的沖擊閥開關次數最好不少於40次/分。從水錘泵的工作過程可以看出，要使泵正常工作，設計生產一種能夠自動啟閉，反應迅速的組合閥件至關重要。
水錘泵液壓沖擊公式為：△P=CρV=LV/t，式中△P為沖擊壓力；L為沖擊波傳播距離；V為沖擊前進水管內平均流速；t為沖擊閥閥門關閉時間。從公式可以看出，要提高液壓沖擊的壓力，必須提高沖擊前進水管內平均流速V，縮短沖擊閥閥門關閉時間t，及增大沖擊波傳播距離L。在水錘泵站已建成的先決條件下（ H、L、V三者已定），要產生明顯的液壓沖擊並兼顧泵站效率，主要靠減少沖擊閥閥門關閉時間t。
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水錘泵組合自動閥件是兩個特殊的專用閥門，其操作動力只有水流的脈動力和其自重。從自動閥門的力學分析可以看出，沖擊閥閥門的關閉時間主要取決於有無增速機構、墊膠的彈力、閥盤的重量和出水口的流速等因素。沖擊閥閥門的開啟時間主要取決於泵殼內負壓、墊膠的回彈力、閥盤的重量和出水口的流速等因素。
武漢潤澤水利技術中心研製的液壓水錘泵，其自動沖擊閥門在構造上可自啟閉且不採用軸承，並力求防止閥桿的磨損。另外，為防止沖擊閥關閉時產生的沖擊和振動，在構造上採用了緩沖結構，因此泵殼內的沖擊力、與泵連接的進水管道作用的應力，以及作用於基礎的沖擊力均很小。在進行研製開發時，採用特徵線法對液壓沖擊和柔性水錘進行電算分析，並從材料和強度方面進行了綜合的實驗研究和理論分析。液壓水錘泵通過水力能量傳輸特性的合理設計來加大能流密度，精準設計脈沖發生組件液壓沖擊波的脈沖泵水作用，加快液壓水錘泵缷載及載入，從而使脈沖發生組件自動沖擊閥門（包含輔助增速閥盤裝置）實現每分鍾30到300次開關頻率，達到中高頻運轉。
落差水流從1至7米高處的進水池（泵站供水池），再經長引水管進入底座為泵室灌水，一直灌到進水池的水平面高度，這時自動閥門是關閉的。為了啟動水錘泵，須用手多次打開沖擊閥W，以進一步增加蓄能器內的空氣室壓頭。當空氣室壓力達到落差的3倍左右，則進水管水柱回擺所產生的壓強足以使輸出閥自行打開，並使水錘泵動作起來。這時，空氣室壓頭不斷增加，一直上升到輸水管出口頂端的壓頭值，然後壓頭基本穩定下來。在揚程壓頭較高時，一般蓄能器的空氣室中的空氣漸漸被高壓水吸收，使空氣室最終不起作用，壓力峰值不斷升高並會造成機械事故。因此，高揚程應用時需要對水錘泵重新設計液壓蓄能器部件，主要是採用氣囊式蓄能器,或者採取措施對空氣罐人工補氣或自動補氣。
落差水源的水頭和流量是泵揚程和揚水量的重要決定因素之一。另外，泵工作性能還受到引水管安裝角度、引水管和揚水管口徑及長度、沖擊閥開關次數等因素的影響。經過多次工程試驗和現場安裝應用測試，得到以下幾個經驗公式：
①、揚程h與水流落差H的關系：h/H=10-50；
②、將液壓水錘泵作為動力機和水泵的聯合體來考慮，其效率可由下式定義：
η=qh/（QH）
η為泵效率；q為揚水流量；h為揚水高度；Q為進水管來水流量；H為落差水頭。
泵效率的經驗公式：
1、η=（1.17-1.37）-0.2（（h-H）/H）0.5
（h-H）/H=3-17（採用各類空氣罐作液壓蓄能器）
2、90%≥η≥60%， （h-H）/H=2～49（採用隔膜式蓄能器作液壓蓄能器）
③、水錘泵揚水量q：q=ηHQ/（h-H+ηH）
④、引水管長度L： L=7-12H（隨落差水頭大小相應變化取值）
⑤、引水管安裝角度α：仰角要大於5°，小於20°，以7°-15°為最佳安裝角度。
⑥、引水管口徑D： D=0.3(60Q)0.5（Q是進泵水源的常年保證流量）
⑦、揚水管口徑d: d=0.5-0.1D（隨揚程落差比h/H相應變化取值）水錘泵性能的主要技術指標是功率及其效率，但由於受到安裝的場所、地形條件及水源等的限制，設計時還應對供給水量、水頭、進水管長度、揚水高度和揚水流量等，綜合地考慮各種因素進行設計。
據資料顯示，國外水錘泵的工作壽命最長可達100年以上，其易損件僅為橡膠墊、密封件、螺栓等。
4.2.2液壓水錘泵使用帶來的優點
1、液壓水錘泵通過水力能量傳輸特性的合理設計來加大能流密度，精準設計脈沖發生組件液壓沖擊波的脈沖泵水作用，加快液壓水錘泵缷載及載入，從而使脈沖發生組件自動沖擊閥門（包含輔助增速閥盤裝置）實現每分鍾30到300次開關頻率，達到中高頻運轉。
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據資料介紹，水錘泵自動沖擊閥門的開關頻率最好不少於每分鍾40次。工程應用的資料表明，國內同類產品一般運行頻率較低（引進德國BIL系列水錘泵只有每分鍾20—40次，不超過每分鍾60次）。
2、運行噪音小，新型RZ-50飲水型液壓水錘泵運轉噪音小於80分貝，國內同類新產品（如引進德國BIL系列水錘泵）運轉噪音高達105-130分貝。
3、「液壓水錘泵」採用不銹鋼等耐蝕材料製造蓄能器筒體，以免水錘泵微型水力站的提升水流遭受鐵銹污染。
4、液壓蓄能器有效容積可通過（含手動）充氣裝置等簡單措施得到有效保證，特別是長年運行中不會喪失氣室容積和儲能量；液壓蓄能器的補氣不需要泄空補氣，不會造成水錘泵停機。國內同類產品（如引進德國BIL系列水錘泵），大多採用的蓄能器為半蓄能器（沒有氣體預壓縮措施的蓄能器），泄空補氣時會造成水錘泵停機。
5、液壓蓄能器組件採取等溫載入循環工作方式，由脈沖發生組件自動沖擊閥門的中高頻快速載入工作所可能造成的液壓蓄能器氣室中的熱力損失得到降低，並取消了常規水錘消除器（系氣囊式蓄能器，採用絕熱載入循環工作方式）筒體內表面的聚丙烯套隔離部件，降低了加工工藝難度和製造成本。
6、「液壓水錘泵」，全稱「組件式復合液壓傳動型水錘泵」，由脈沖發生組件、能量耦合組件和蓄能組件這三部分構成。液壓水錘泵採用能量耦合組件作為特殊能量轉換器實現能量耦合，可以實現直流/交流液壓工作方式轉換。液壓水錘泵自動供水設備—新型RZ系列飲水型液壓水錘泵是利用液壓沖擊原理和液壓傳動原理設計製造的水力能量升級轉換裝置。故液壓水錘泵設計原理有別於單一採用水錘原理的傳統水錘泵。
5. 泵的發展趨勢
泵的技術發展一如其他產業的發展一樣，是由市場需求的推動取得的。如今，歷史已進入到二十一世紀，人們在以環保、電子等領域高科技發展及世界可持續發展為主所產生的巨大需求的大背景下，對於包括泵行業在內的許多行業或領域都帶來了技術的飛速變革和發展。
泵的技術發展趨勢，主要有以下幾個方向：
（1）產品的多元化
產品的生命力在於市場的需求。如今的市場需求正是要求有各自的特色特點，做到與眾不同；正是這一點，造就了泵產品的多元化趨勢。它的多元性主要體現在泵輸送介質的多樣性、產品結構的差異性和運行要求的不同性等幾個方面。
從輸送介質的多樣性來看，最早泵的輸送對象為單一的水及其它可流動的液體、氣體或漿體到現在可輸送固液混合物、氣液混合物、固液氣混合物，直至輸送活的物體如土豆、魚等等。不同的輸送對象對於泵的內部結構要求均不同。
除了輸送對象對泵的結構有不同要求外，在泵的安裝形式、管道布置形式、維護維修等方面對泵的內在或外在的結構提出新要求。同時，各個生產廠商，在結構的設計上又加入了各自企業的理念，更加提高了泵結構的多元化程度。
基於可持續發展和環保的總體背景，泵的運行環境對泵的設計又提出了眾多的要求，如泄漏減少、雜訊振動降低、可靠性增加、壽命延長等等均對泵的設計提出了不同的側重點或幾個著重點並行均需考慮，也必然形成泵的多元化形式。
（2）泵設計水平提升與製造技術優化的有機結合
進入信息時代的今天，泵的設計人員早已經利用計算機技術來進行產品的開發設計（如CAD的利用），大大提高了設計本身的速度，縮短了產品設計的周期。而在生產為主的製造當中，以數控技術CAM為代表的製造技術業已深入到泵的生產當中。但是，從目前國內的情況看，數控技術CAM主要應用在批量產品的生產上。對於單件或小批的生產，目前CAM技術尚未在泵行業當中普遍實施，單件小批的生產仍舊以傳統生產設備為主。
由於市場要求生產廠商的貨期盡可能縮短，尤其對於特殊產品（針對用戶要求生產的產品）供貨周期縮短，必然要求泵的生產企業加速利用CAM技術，甚至是計算機集成製造系統（CIMS）、柔性製造（FMC和FMS）對從設計到製造模具、零件加工等各環節協調一致處理，保證一但設計完成，產品零部件的加工也是趨於同期完成，以確保縮短產品的生產周期。
與此同時，除利用計算機制圖外，還將在計算機這個載體上實現產品的強度分析、可靠性預估和三維立體設計，將原來需要在生產中發現和解決的工藝問題和局部結構問題及裝配性問題等方面提到生產前進行防範，縮短產品的試制期。
（3）產品的標准化與模塊化
在產品出現多元化的同時，泵作為通用產品，總體總量依舊巨大。在市場中，除出現技術性競爭外，產品的價格競爭尤其是通用化產品的價格競爭是必然趨勢。在產品出現多元化的趨勢下，要實現產品價格的競爭優勢，提高產品零部件的標准化程度，實現產品零部件的模塊化是必須的。在眾多零部件實現模塊化後，通過不同模塊的組合或改變個別零件的特性，以實現產品的多元化。同時，只有當零部件標准化程度提高後才有可能基於產品的多元化基礎上實際規模化的零部件生產，用以降低產品的生產成本和形成產品的價格競爭優勢，也可以在產品多元化的基礎上進一步地縮短產品的交貨周期。
（4） 泵內在特性的提升與追求外在特性
所謂泵的內在特性是指包括產品性能、零部件質量、整機裝配質量、外觀質量等在內的產品固有特性，或者簡稱之為品質。在這一點上，是目前許多泵生產廠商所關注的也是努力在提高、改進的方面。而實際上，我們可以發現，有許多的產品在工廠檢測符合發至使用單位運行後，往往達不到工廠出廠檢測的效果，發生諸如過載、雜訊增大，使用達不到要求或壽命降低等等方面的問題；而泵在實際當中所處的運行點或運行特徵，我們稱之為泵的外在特性或系統特性。
技術人員在進行產品設計時，為提高某一產品的百分之一效率常常花費不少心思；而泵運行如果偏離設計的高效點，實際運行的效率遠不止降低百分之一。現在，泵生產廠家同時為用戶配套包括變頻在內的控制設備及成套設備，實際上已介入到泵的外在特性的追求上了。在此基礎上，再關注泵的集中控制系統，提高整個泵及泵站運行效率，則是在泵外特性的追求上更上一層樓。
從銷售角度看，推銷產品即是在推銷泵的內在特性；而關注泵的外特性則是生產廠商不僅是推銷產品，而是在推銷泵站（成套項目）。
從使用角度看，好的產品必定是適合運行環境的產品而非出廠檢測判別的產品。
（5）機電一體化的進一步發展
正如科學技術的發展一樣，現階段科技領域中交叉學科、邊緣學科越來越豐富，跨學科的共同研究是十分普遍的事情，作為泵產品的技術發展亦是如此。以屏蔽式泵為例，取消泵的軸封問題，必須從電機結構開始，單局限於泵本身是沒有辦法實現的；解決泵的雜訊問題，除解決泵的流態和振動外，同時需要解決電機風葉的雜訊和電磁場的雜訊；提高潛水泵的可靠性，必須在潛水電機內加設諸如泄漏保護、過載保護等措施；提高泵的運行效率，須藉助於控制技術的運用等等。這些無一不說明要發展泵技術水平，必須從配套的電機、控制技術等方面同時著手，綜合考慮，最大限度地提升機電一體化綜合水平。
參考文獻
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[3] 關醒凡主編，現代泵技術手冊，北京：宇航出版社，1995.
Ⅳ 自動噴水滅火系統設計中的幾個重要問題
1、噴頭布置
合理布置噴頭是自動噴水滅火系統設計安全與經濟的關鍵。《噴規》比較強調的是作用面積內的噴水強度和噴水的均勻性及噴頭的適時開放。對於每個噴頭的半徑，一是和生產廠家的產品及其技術參數有關，二是和噴頭所在位置的水壓有關，三是和噴砂的布置位置有關（結構柱網和各種障礙物的影響）。《噴規》規定的噴頭間距只是一個"限"，目的是為了更好地保證噴水強度和噴水的均勻性及適時開放。
1.1噴頭布置原則與要求
（1）滿足作用面積內的噴水強度、噴水的均勻性及噴頭的適時開放（噴頭的受熱條件和開放時間）；
（2）噴頭在噴水半徑內靈活布置，不出現未被覆蓋的空白，也不出現過多的重要覆蓋面積；
（3）保證噴濕牆根及一定范圍內的牆面；
（4）噴間之間不應互相影響；
（5）按規范和實際處理障礙物的遮擋，並積極與相關專業協調；
（6）應滿足其它相關規范對噴頭布置的要求；
（7）考慮火災時煙羽流對噴頭動作的影響；
（8）結合實際，全面分析相關規范，吃准吃深規范中的字眼，綜合考慮。
1.2噴水半徑與噴頭布置
噴水半徑是噴頭布置的主要依據，它代表一個經濟數值，在噴頭工作時不致出現未被覆蓋的空白，也不出現過多的重要覆蓋面積。它與危險等級的噴水強度、噴頭特性和工作壓力有關。工程設計中噴頭布置視建築平面，在噴水半徑范圍內，可靈活採用正方形、矩形或平形四邊形。噴水半徑不同於噴頭的計算半徑，它是在計算半徑的基礎上，考慮噴水強度、噴水均勻性、噴頭受熱條件與適時開放，根據規范的規定而得出的數值。具體見表1：由於噴頭的布置受其它因素影響較大，實際上常常出現噴頭不能按一個固定的距離來布置，別說同一建築中往往不會按一個間距布，就是同一層、同一防火分區也常常如此。此外，作為土建設計，不同於裝修設計，需要給二次裝修留下有餘地，噴頭間距不宜按規范規定的最大距離要求設置，而且實際上這么做也不易達到規范要求的噴水強度和噴水的均勻性。
設計時必須根據工程實際情況，按設計選定的噴水強度、噴頭的流量系數、工作壓力確定，並考慮噴頭的受熱條件和開放時間，在滿足規范要求的噴頭強度條件下，按噴頭的實際工作壓力，結合建築分隔與結構柱網靈活布置。在布置中，噴頭間距不應是個定數，應根據所在位置的條件來定，最終目的還是保證噴水強度和噴水的均勻性及適時開放。
1.3不宜演繹集熱板
《噴規》對集熱板的要求，見7.1.7條，它是針對貨架噴頭布置而提出的，《噴規稱為集熱檔水板。當噴頭上方有孔洞、縫隙，為防止噴頭因熱氣流不停留或上部噴頭淋水降溫而不能啟動時，規定應在噴頭的上方設置集熱板。另外，《汽車庫、修車庫、停車場設計防火規范》［2］中的7.2.3.2條規定，對機械立體汽車庫，復式汽車庫按停車的托板位置分層布置的噴頭，應在其上方設置集熱板。而在工程實踐中，集熱板的使用場合遠不止於此，已在較多場合得到了演繹，但這一種做法不但沒有規范依據，而且也往往與設置的初衷背著而馳。根據美國FM公司的一項研究結果表明，噴頭動作所需80%以上的熱量都來自熱對流，而傳遞給噴頭的對流熱量需要熱空氣流經噴頭才能完成。若起火點不是正對著噴頭，那麼上升的熱對流就不會帆弊在集像一個倒扣的盒子，遮擋了熱氣流鐵水平流動，火災時在噴頭處形成空氣流動死角，而延誤噴頭響應時間。因而，對集熱板的設置及其演，應慎重考慮，並應依據現行規范，結合實信孫際情況，分析論證後確定。
2、水力計算
水力計算將決定系統投入滅火的水量及對滅火水量的分配，是關系系統可靠性、合理性和經濟性的一項重要設計內容。根據對《噴規》的理解和大量相關資料及部分工程實例的分析，覺得水力計算應採用"矩形面積-逐點法"，也就是首先確定最不利作用面積在管網中的位置（必要時可由水力計算確定），作用面積的形狀宜為矩形，僅在作用面積內所包含的噴頭計算其噴頭量；之後選定最不利計算路線，採用節點流量法將最不利作用面積內的每個噴頭的壓力值和出流是一一求出，當兩個分支交匯時，根據兩分支的壓力差對壓力較高的分支進行流量修正，然後將作用面積內經過流量修正之後的所有噴頭出流量的總和作為整個自動噴水滅火系統的滑轎鏈設計流量，在此以後的管段流量不再增加，僅計算沿程和局部水頭損失，一直算到管網起點。
實際火災發生時，一般都是火源點呈輻射狀向四周擴大蔓延，而只有失火區上方的噴頭才會開啟噴水。［3］。因此採用作用面積保護方法及僅在作用面積內的噴頭才計算噴水量是合理的。同時由於火災時對流及風的影響，作用面積的形狀以呈矩更為合理，且矩形面積在管道水力計算時也是最不利的。因而這種"矩形面積-逐點法"符合火場實際，科學嚴謹，並與歐美等國接軌，是合理的、安全的，也是《噴規》的推薦作法。
（1）矩形面積的確定：作用面積的形狀宜為矩形，其長邊平行於配水支管，其長度不小於作用面積平方根的1.2倍，噴頭數若有小數就進位成整數。當配水支管的實際長度小於邊長的計算值時，作用面積要擴展到該配水管鄰近支管上的噴頭。
（2）經濟流速和最不利點處水壓
①經濟流速：
自動噴水滅火系統最主要的組成部分是配水管道，而配水管道管徑的確定，不僅影響到整個系統的造價，更關繫到系統消防的安全性。在流量確定的條件下，流速是確定管徑的重要參數。採用經濟流速是給水系統設計的基礎要素，生產、生活給水管道的流速一般採用經濟流速，以使管道的基建投資與經常性的運行能耗得到優化匹配。所謂經濟流速是一次投資與經常費用之和最小時的流速為經濟流速，而相應的管徑即為經濟管徑。所以選擇輸配水管管徑的大小涉及投資與耗電的大小，管徑大基建費用高，電費卻省，管徑小一次投資省，但水頭損失大，水泵揚程高，電費高。
《噴規》在管道水力計算9.2.1條也規定"管道內的水流速度宜採用經濟流速，必要時可超過5m/s，但不應大於10m/s".然而，自噴給水管道只是在火災時短時間運行，不同於生產、生活給水管道始終處支運行狀態，故可以提高流速，減小管徑以降低基建投資，這同樣是經濟的。但同時如果自噴系統管內水流速度較高，水頭損失就較大，配水管支管管徑往往就會偏小，造成在設計流量下，噴頭實際保護面積可能滿足不了規范有關作用面積的要求。此時盡管作用面積內噴頭動作時，其平均噴水強度符合規范，但上下游噴頭因壓力不同而流量有差異，此外，由於管徑小，管網水頭損失大，消防水泵揚程高，噴頭噴水極不均勻，其出水量必然過大，將過早地用完消防貯水。因而管道流速宜採用較低值，管徑小時尤宜採用低值。
同時，從上述分析中也不難看出，《噴規》中提到的經濟流速應是經濟性、合理性、可靠性與安全性的統一，並非能常意義上的經濟流速（但其條文及其說明中均未涉及！）。結合工程算例分析有關手冊與文獻介紹［3-6］，配水幹管和配水支管設計流速一般不宜超過3.5m/s，常用1.8-2.8m/s.這種做法能夠較好地滿足《噴規》表5.0.1、表5.0.5及9.1.4條的有關作用面積和噴水強度的規定，且配水管網水頭損失較小，消防水泵的揚程較小，噴頭出水不均勻性較小，消防貯水量可得到合理使用，是比較安全、經濟、合理的。 ②最不利點處水壓：最不利點水壓一般為0.1MPa，最小不應小於0.05MPa.過去大家習慣認為0.05MPa是針對屋頂水箱高度往往難以滿足最不利噴頭壓力值而提出的，在消防泵、增壓設施揚程計算時，不存在這個問題，都得取0.1MPa，但實際上情況並非如此，甚至可以說對於某種類型的自動噴水滅火系統，按現行規范，一般應取0.05MPa，而非0.1MPa.大家都知道，由於地下車庫噴頭布置，一是要按《噴規》中危險Ⅱ級，二是應在停車位上方設置，三是受結構柱網限制和其它遮擋及其處理的影響，使其噴頭一般都得布置較密，此時而再按0.1MPa來計算，一是設計流量偏大，可達40L/s（不包括防護冷卻水幕用水量），二是損失過大，水泵揚程過大，相應的水箱高度也就越大。因此個人認為對於諸如地下車庫這類噴頭不得不布置過密的系統或場合，宜取0.05MPa，且這樣做能較好的滿足現行規范的要求。
（3）系統設計流量計算及支管流量修正
①系統的設計流量，應按最不利點處作面積內噴頭同時噴水的總流量確定，其計算公式見《噴規》9.1.3條。不同的噴淋管網因噴頭間距、管網規模、管道布置等不同，噴淋系統的總用水量和噴水不均勻性可能有較大差別，且噴淋管網中實際存在的噴水不均勻性，噴淋系統的總用水量應當通過認真的水力計算確定，否則，所確定的噴淋泵型號很可能是不合適的，系統可靠性、合理性和經濟性也不好保證。
系統設計流量計算中有關情況處理及要求，見《噴規》9.1.4-9.1.9條。
②兩管段交點處的計算水壓不同時，應按式（1）對交匯點處低水壓的一側的管段總流量進行修正［7］。
式中，q1——低水壓側管段的修正流量（L/s）；
q2——低水壓側管段的修正流量（L/s）；
h1——低水壓側管段的水壓（KPa）；
h2——高水壓側管段的水壓（KPa）。
（4）管道沿程和局部水頭損失每米管道的水頭損失計算式見《噴規》9.2.2條，管道局部水頭損失，宜採用當量長度法計算，也就是將水流經過彎管、丁字管的局部壓力損耗相似於一定長度的直管。實際計算中，常採用管道比阻與流速系數的概念，將相應的局部當量加入相應管段的管段長度，利用EXCEL來完成支管的計算，或系統的計算（因系統的計算涉及到流量修正，要編制相應的"宏"才能自動完成與輸出，開始可採取手工進行調整修正工作）。
（5）水泵揚程或系統入口的供水壓力
水泵揚程或系統入口的供水壓力計算式見《噴規》9.2.4條，這與原規范有所變化，且規定濕式報警閥、水流指示器取值為0.02MPa（這比實際計算值大！）。
（6）減壓與減壓措施
《噴規》第8.0.5條規定"……配水管道的布置，應使配水管入口的壓力均衡。輕危險級、中危險級場所所各配水管入口的壓力均不宜大於0.4MPa"而自動噴水滅火系統中，不但存在著低層管道系統中水壓不平衡，即使在同層中，當保護面積較大時，由於設計是按最不利工作面積計算，同層中有利工作面積內噴頭的水壓也有剩餘，所以習慣是對連接有利工作面積的配水管或配水幹管予以減壓，減壓的方法可以採用設置減壓閥、減壓孔板、節流管以及縮小有利工作面配水支管的管徑等方法增加沿途水頭員失達到減壓目的。
有關規定與計算見《噴規》9.3.1-9.3.5條。
3、消防水箱與水泵接合器
3.1消防水箱
供水矛盾主要在動力源的可靠性，矛盾的暴露表現在水系統，但涉及面較寬。相關規范？quot；按建築分類分別採用一級供電或二級供電加柴油機"，臨時高壓給不系統應設消防水箱等規定。我國現行水防技術規范對消防水箱的規定，存在頂層、遠端等不利部位欠壓的問題，使消防水箱對這些不利部位不能發揮應有的作用，而按《高規》［8］規定設置的增壓設施，由於水量偏小同樣未能妥善解決這個問題。自動噴水滅火系統用於撲救初期火災，在噴頭動作的時間段，火勢將以每秒幾千瓦至十幾千瓦的速率增長，此時開放噴頭如不能按規定強度連續噴水，系統效能將顯著降低，甚至給火災入迅猛燃燒階段以可乘之機，其結果將導致滅火的難度增大使火災超出系統的控滅火能力［9］。為保證噴頭開放後連續噴水，並保證對不利部位火災的及時有效撲救，《噴規》第10.3.1、10.3.2規定："採用臨時高壓給水系統的自動噴水滅火系統，就設高位消防水箱，其儲水量應符合現行有關國家標準的規定。消防水箱的供水，應滿足系統最不利點處噴頭的最低工作壓力和噴水強度。"、"建築高度不超過24m、並按輕危險級或中危險級場所設置溫式系統、乾式系統或預作用系統時，如設置高位水箱確有困難，應採用5L/s流量的氣壓給水設備供給10min初期水量".
對此可作如下考慮：
（1）設置消防水箱（氣壓給水設備）的目的在於：一是利用位差為系統提供准工作狀態下所需要的水壓，達到使管道內的充水保持一定壓力的目的；二是提供系統啟動初期的用水量和水壓，在供水泵因動力或機械故障不能正常投入運行的緊急情況下應急供水，確保噴頭開放後立即噴水，並為首批開放的噴頭撲救初期火災，提供維持10min噴水的用水量，控制初期火軍和為消防隊增援滅火爭取時間。
（2）採用臨時高壓給水系統的自動噴水滅火系統，凡超過24m的高層建築或其它嚴重危險級和倉庫危險級的建築均應設高位水箱，且不可用氣壓給水設備替代。由於位差的水箱供水期間，系統的噴水強度不足，因此將削弱系統的控滅火能力。為此，要求消防水箱滿足供水不利樓層和部位噴頭的最低工作壓力和噴頭強度。
但單獨設置穩壓泵，僅能為系統穩壓而不能提供滅火初期的用水量。《高規》在條文說明裡指出，設置增壓設施的目的主要是在火災初起時，消防水泵啟動前、滿足自動噴水滅火系統的水壓要求。對增壓水泵，其出水量應滿足一個自動噴水滅火系統噴頭的用水量。對氣壓罐其調節水容量為5個噴頭30s的用水量，即5×1×30＝150L.現行國標圖集-消防增壓穩壓設備選用與安裝（98S176）是按《高規》編制的，其功能只是解決火災初期時，即消防主泵啟動前，確保具有足夠消防壓力的30s儲水量進行初期火災撲救，直至消防主泵全負荷啟動運行。對於合用消防水箱的增壓設施，450L容量也僅能在緊急情況下向3隻噴頭供給不足2min水量（3×1.33×120＝479L）。
可見以前的屋頂水箱和穩壓設備聯合工作方式已不能滿足《噴規》的要求，而架高水箱在建築設計中由於多種因素的影響又很難實現。
為此《噴規》規定了最低工作壓力0.05MPa的要求。但到底是動壓還是靜壓，規范沒有強制限定，這就給設計帶來了難度的同進也有了一定的靈活性。
實際上，0.05Mpa應是動壓而非靜壓。0.05Mpa是指系統最不利點處噴頭最低工作壓力，同時規范在條文說明中指？quot；如果頂層最不利點處噴頭的水壓要求為0.1Mpa，則屋頂水箱必須比頂層噴頭高出10m以上，將會給建築造型和結構處理帶來很大困難。根據上述情況和參考國外有關規范，將最不利噴頭的工作壓力確定為0.05Mpa".
（3）高位水箱的高度，《建規》［10］規定設在建築物的最高處（《建規》送稿也有靜壓0.07Mpa的要求），《高規》要求保證頂層消火栓0.07Mpa的靜水壓力。若按建築層高3m考慮，最不利消火栓上0.07Mpa，對自噴靜水壓剛好在0.05Mpa左右。為與相關規范達到協調一致，實際工程設計中，當水箱難以滿足0.05Mpa動壓要求，在動力可靠、管理到位的情況下，以0.05Mpa靜壓考慮也是可行的。
（4）高位水箱的設置保證0.05Mpa動壓，在不宜採用增壓穩壓裝置的情況下，就得將水箱架高。由於水箱中的水要經報警閥、水流指示器後才到達最不利噴頭，加上管錢較長，即使火災初期，自噴用水量很小，也是有一定的水頭損失的，具體可詳細計算後確定。但一般在高出7m（這個高度在建築上稍微處理一下是能滿足的：躍層+電梯機房+水箱墊高）以上的話，可以滿足規范的要求。（《噴規》按照相關的現行標准，規定濕式報警閥、水流指示呂局部水頭損失取值為0.02MPa，明顯偏高，至少在校核水箱高度時要比這小得多！）。
另外，可通過採用縮小噴頭間距、增大管徑減少損失等其它措施來滿足最不利點噴頭在最低工作壓力（0.05Mpa）下的噴水強度。
（5）《噴規》10.3.2規定的5L/s、10min的消防貯量的氣壓給水設備，若採用隔膜式氣壓罐，由一般需2個立式或1個卧式。立式的可選用91SB3-132中SBQL1600×1.5的兩個就可以了。系統佔地約35m2，價格約3.2萬元左右。部分人對此規定有此爭議，但考慮到新規范比較強調火災的初期滅火，強調系統能在盡量快的時間里出水，和火災發生後人們習慣於斷電的思維，為增加安全性，減少部分使用面積，增加一些造價是合理的、值得的，相信隨著經濟條件的不斷提高安全問題會越來越得到重視，同時，隨著經濟條件的不斷提高，設施也會越來越有利於工程。此外，考慮到《建規》第8.8.5條"消防水泵應在火警後5min內啟動，並在火場斷電時仍能正常運轉。"及"建規"送審稿等8.7.9條"消防水泵應保下在火警後自動啟泵，並在火場斷電時仍能正常運轉"的規定，水罐的貯水是否可以根據《建規》按5min考慮，也值探討。但個人認為，盡管水泵的啟支時間可以很快，考慮到與相關規范的協調一致，以及噴水的不均勻性和其它因素，作為保障措施，氣壓罐還是應貯存10min用水。
3.2水泵接合器
水泵接合器的主要用途是當室內消防泵發生故障或遇大火室內消防用水不足時，供消防車從室外消火栓取水，通過水泵接合器將水送到室內消防給水管網用於滅火。
（1）在自噴滅火系統中，因報警閥組均有止回閥，水泵拚命器設在閥後（沿水流向）水不會倒流，加上因水消防車到達現場通過水泵拚命器向室內自噴消防管網輸水時，火災為已知情況，不需再次啟動壓力繼電器及水力警鈴報警，也不必再次啟以消防水泵等設施，水泵接合器可直接接在濕式報警閥後［11］。但對於系統有兩個或兩個以上報警閥組，還設在閥後那麼其他閥將不能再公用此水泵接合器了，那就得每個報警閥後至少設一個水泵結合器。同時考慮到《噴規》10.1.4條的規定"當自動噴水滅火系統中設有2個及以上報警閥組時，報警閥組前宜設環供水管道"，對於2個及以上報警閥組的系統還是設在閥前為好，可以互為備用。另外水泵接合器位置應考慮連接消防車水泵的方便，且離水源不宜過遠。（2）《噴規》10.4.2條規定，當水泵接合器的供水能力不能滿足最不利點處作用面積的流量和壓力要求時，應採取增壓措施。這一規定與《高規》7.4.5.2的規定"消防給水為豎向分區供水時，在消防車供水壓力范圍內的分區，應分別設置水泵接合器"相比，提高了水泵接合器的要求，已不再局限於"一步到位"，這一規定是經驗的總結，也是實際的需要，有利於提高系統的可靠性。
（3）《噴規》規定水泵接合器的流量"宜接"10-15L/s，《高規》是"應按"，《建規》是"按".這種措辭應是有其原因的：10-15L/s是消防車長期正常運轉和發揮較大效能的流量范圍，且消防系統的流速可以比給水流速稍大，加之，按現行《噴規》的流量計演算法，對於中危險級不再局限於26-30L/s范圍內，而是可大可小，一個"宜"字給設計者帶來了更大的選擇餘地，也更符合實際需要。如筆者最近設計的一個四層綜合樓，地下室為地下車庫，自動噴炎流量為33L/s，是設3個還是設2個，我想還是宜設2個。
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Ⅳ 如何設計工礦防塵儲煤場，噴淋噴灑水設施，灑水噴槍除塵降塵裝置
應用灑水噴槍噴水防塵、降塵提供一個高效方法。高壓水流經由特別設計的噴嘴，形成數十米半徑的旋轉雨簾均勻覆蓋堆場表面，達到非常理想防塵效果。
灑水噴槍噴淋防塵系統主要由水源系統、自動控制系統、管路系統、噴槍噴頭、控制電磁閥及防護設備構成。
灑水噴槍降塵系統的特點：
1 、 噴槍、噴頭灑水雨霧均勻並自動旋轉，角度可調，合理布置避免盲區出現，防塵、抑塵效果顯著；
2 、 遠程全自動控制，有多種設定程序，分組控制、單獨控制、任意組合控制靈活方便；
3 、 臨時需要可以現場手動控制，噴槍站控制閥自帶手動開關功能，現場作業人員即可操作；
4 、 灑水噴槍噴射距離遠，半徑可達30-95米，減少管道鋪設、方便施工；
5 、 灑水噴槍、噴頭相結合的設計，可以覆蓋所有揚塵區域，徹底治理揚塵；
6 、 可設自動泄水閥、保溫伴熱，維護簡便，冬季也可正常使用；
考慮到灑水噴槍安裝在場地中央會影響堆取料作業，所以灑水噴槍盡量安裝在堆場的周圍，大多數在堆場的兩側矩形、三角形方式布置，其中三角形布置可以更均勻地覆蓋，還有一種情況是現場只允許在一側布置噴槍，接下來就是按照現場射程的要求來選擇灑水噴槍型號。
噴槍型號選定之後對照性能參數表查到噴槍的運行流量、壓力，根據這個數據以及噴槍的同時運行的數量（通常同時只運行1-4支，分組輪流工作）來設計水泵、供水管路等。
關於控制，建議採用自動控制系統對噴槍、水泵進行集中控制，可以通過科學合理地編排噴淋程序，大大降低現場管理人員的工作強度、省水省電並達到最佳的防塵降塵效果。編排噴淋程序時一方面要對噴槍合理分組控制，避免支管路水頭損失過大，另外要注意季節、氣候變化，並掌握少量多次的原則。
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